正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素,其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果,在开放系统中,温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用,其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程,考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素,得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法,通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数,与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2~-3 ℃、0.2~1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3~-7.67×10-3,水平向冻胀系数为-0.81×10-3~-4.85×10-3,差值百分比为10.4%~77.7%,说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法,可以为科研和设计工作提供参考依据。
正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素,其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果,在开放系统中,温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用,其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程,考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素,得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法,通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数,与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2~-3 ℃、0.2~1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3~-7.67×10-3,水平向冻胀系数为-0.81×10-3~-4.85×10-3,差值百分比为10.4%~77.7%,说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法,可以为科研和设计工作提供参考依据。
正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素,其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果,在开放系统中,温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用,其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程,考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素,得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法,通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数,与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2~-3 ℃、0.2~1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3~-7.67×10-3,水平向冻胀系数为-0.81×10-3~-4.85×10-3,差值百分比为10.4%~77.7%,说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法,可以为科研和设计工作提供参考依据。
正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素,其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果,在开放系统中,温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用,其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程,考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素,得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法,通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数,与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2~-3 ℃、0.2~1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3~-7.67×10-3,水平向冻胀系数为-0.81×10-3~-4.85×10-3,差值百分比为10.4%~77.7%,说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法,可以为科研和设计工作提供参考依据。
正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素,其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果,在开放系统中,温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用,其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程,考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素,得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法,通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数,与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2~-3 ℃、0.2~1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3~-7.67×10-3,水平向冻胀系数为-0.81×10-3~-4.85×10-3,差值百分比为10.4%~77.7%,说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法,可以为科研和设计工作提供参考依据。
以沈哈线路基A、B组填料为研究对象,采用室内冻胀试验,研究粉黏粒含量对其冻胀特性的影响。试验表明:路基填料的冻胀系数随粉黏粒含量增加而增加,且增幅逐渐增大;结合沈哈线路基基床厚度及沿线最大冻深,为保证路基不产生冻胀破坏,应确保换填用路基A、B组填料中不含有粉黏粒。采用非稳态相变温度场的数学模型和热弹塑性冻胀模型,进行沈哈线换填试验段冻土路基冻融过程温度场及冻胀应力、变形场计算分析。结果表明:天然地面下2m左右为冻融活动层,是诱发路基土体冻胀的主要因素;用非冻胀性A、B组填料换填基床厚度范围内的冻胀性土层后,路堤填筑土体无冻胀变形产生,路基中的拉应力(拉应变)区域外移到距离路堤坡脚4m以外的天然地表下土体,大大减弱了对路堤的破坏作用,计算结果与实际情况相符。
根据灰色系统理论,在分析冻土的冻胀系数和融沉系数的基础上,建立了灰色关联模型,通过对一具体实例进行分析评价,得到各种影响冻胀性和融沉性因素的权重,从而为较好地判定各种冻害现象提供了参考依据。